我们对眼形态形成的理解来自以前的固定组织研究。然而,这些研究缺乏细胞和组织动力学。使用延时成像,我们能够捕获整个过程进行可视化和分析。
我们的方法,利用斑马鱼胚胎的光学清晰度的外部发展,促进活成像,并使用激光扫描共聚焦显微镜,这是在大多数研究校园很容易获得。新采用这种方法的研究人员在获取可用数据集之前,应该会进行一些试验和错误。许多步骤,特别是注射和嵌入,必须顺利进行,才能成功,所以要有耐心。
一旦斑马鱼开始繁殖,同时等待15至20分钟,以确保卵子成为受精,使用P10移液器和P10微升尖端背负拉玻璃毛细管微注射针与2.5至5微升的RNA稀释的兴趣。当卵子准备好时,使用转移移液器和解剖显微镜小心地将卵子装入注射模具中,使用钳子滚动胚胎,使单个细胞在必要时可见。然后在单细胞阶段注射所有胚胎,瞄准细胞而不是蛋黄,以确保发育中的胚胎有一个统一的标签。
施肥后约11小时,在42摄氏度的热阻隙中,将E3介质中1.6%低熔化糖的1至5毫升的藻类放在中间,并使用荧光显微镜筛选成功注射的具有整体荧光亮度的胚胎。数一数,使胚胎正常分期。施肥后11小时,应观察到三个闷闷不乐。
理想的样品将具有强大的EGFP和mCherry信号,并处于正确的发展阶段。安装前,将胚胎放入一个涂有琼脂的盘子中,并用钳子从每个胚胎中取出胆汁。当所有的胚胎都被否认时,用玻璃滚筒移液器吸气一个胚胎。
弹出尽可能多的E3,使胚胎坐在玻璃巴斯德移液器的尖端,并下降胚胎到从热块的气管。让胚胎沉入气管几秒钟,然后与胚胎一起吸气少量的阿加罗斯,小心胚胎保持在移液器的尖端。将胚胎和藻子喷射到玻璃底盘中的玫瑰滴中,并快速但小心地使用钳子在玫瑰滴硬化之前将胚胎的侧面向下定向。
以同样的方式安装 10 到 12 个胚胎后,加入足够的阿加罗斯,以完全覆盖包裹在单个玫瑰盘中所有液滴的盘子底部。当藻糖变硬时,在阿加罗斯上层 E3 以保持样品水分。将激光扫描聚焦显微镜设置到适当的延时成像参数后,将玻璃底盘的底面涂上浸入介质,与水的折射度指数相匹配,注意避免气泡,并将一小滴浸入介质涂抹到 40 倍水目标上。
固定舞台插入的玻璃底盘,并添加额外的E3介质,以保持胚胎在一夜之间湿润。使用建模粘土将塑料盖密封在盘子上,并提高与菜肴接触的目标。在显微镜软件的标题下,单击添加以保存第一个样品的 XYZ 信息,以便延时,并选择具有强荧光和最佳安装的示例。
在定位选项卡下,搜索下一个示例并单击位置并添加以选择所示示的示例。当所有示例都已选中时,突出显示第一个位置并单击移动到。在持续扫描时,将光学囊泡排列在框架内,相对于光学囊泡和大脑,在前部和相交区域留出充足的空间。
要分配第一个和最后一个 Z 切片,请选择设置第一和设置最后,同时通过 Z 方向与精细的焦点旋钮移动,保持总切片数量约 63,以适应光学杯的生长。包括光学囊泡的腹腔侧的额外空间,以留出生长空间。设置第一个和最后一个 Z 切片后,单击 C 以移动到 Z 堆栈的中心,并调整激光功率并获取两种激光。
设置激光功率和增益后,停止扫描并单击更新以更新位置信息。要移动到下一个位置,请单击位置二。一旦第一个和最后一个 Z 切片被定义为演示,打开时间系列标题并将周期数设置为 300,时间间隔设置为 2.5 分钟。
在查看设置以确保所有内容都完成后,单击开始延时并确认第一轮成像捕获正确,然后才允许延时运行一夜。直接注射到单个细胞是统一标签和强力荧光的必要条件。当胚胎沉浸于高糖中时,胚胎应在整个盘子中均匀地间隔。
如果胚胎的分期正确、荧光充足且安装充分,它们将在延时期间保持在成像框架中,从而能够对整个器官进行成像。不沿正点轴方向的样本(如水平或对角线的样本)会随着延时而从成像框架中长出,无法用于进一步分析。过度旋转的胚胎会导致更后延。
旋转不足的胚胎只能观察到最前组织。此外,安装在框架方向上的样品更有可能产生成功的延时。这种对腹腔侧的偏向为腹腔方向的组织生长提供了额外的空间,从而产生最佳的延时。
当不符合这些标准时,延时将不再捕获组织发展的整个 3D 体积,无法用于进一步分析。这些信息丰富的数据集可以通过多种方式进行分析,包括具有细胞速度和轨迹量化的 4D 细胞跟踪、细胞和组织体积测量以及 3 和 4D 可视化。